40.Факторы, контролирующие распределение элементов между корой и мантией.

Основными факторам распределения элементов между корой и мантией являются процессы спрединга (рождения новой океанической коры, базальтового состава, в зонах срединно-океанических хребтов с дальнейшим их раздвижением по обе стороны от СОХ) и субдукции (процесса погружения океанической плиты под континентальную и дальнейшого плавления в верхней части нижней мантии). Субдуцирующие плиты являются поставщиком воды в мантию (общее количество воды транспортируемой в мантию 8,7 × 10¹¹ kg/year). Мантийные плюмы, дошедшие до верхних слоев земли, привносят в их состав элементы мантийного происхождения.

Рост континетальной коры сопровождался удалением из мантии большей части сильно несовместимых элементов и следствием этого являются особенности изотопного и редкоэлементного состава базальтов СОХ. Из рассмотрения ионных радиусов очевидно, что такие элементы как никель, кобальт, марганец, скандий, хром не обогащают континентальную кору, а остаются в мантии. Это является следствием близости их ионных радиусов к ионным радиусам главных элементов образующих минералы мантии. В то же время элементы с большим отклонением ионного радиуса или заряда в той или иной степени обогащают земную кору.

Хоффман показал, что образование коры при экстракции частичных расплавов из мантии может хорошо объяснять поведение большинства редких элементов в порцессе дифференциации кора-мантия. Однако несколько элементов, таких как ниобий, тантал, и свинец, не согласуются с простым частичным плавлением. Фундаментальное различие поведения этих элементов в обстановках СОХ – базальты океанических островов, а также в субдукционной обстановке требует второго, более сложного механизма, транспортировки через флюиды.

Простой случай дифференциации кора-мантия при частичном плавлении показан на рис. 2